專利名稱：用于讀或?qū)懝庥涗浢襟w的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于讀和/或?qū)懝庥涗浢襟w的設(shè)備。
在EP(歐洲專利)-B1-0258450號中公開了這種類型的設(shè)備。在這種設(shè)備中，由聚焦裝置把光束聚焦在光記錄媒體上的焦點(diǎn)處。由移動記錄媒體上焦點(diǎn)位置的移動裝置沿著記錄媒體的數(shù)據(jù)道引導(dǎo)焦點(diǎn)。在這種設(shè)備中由移動裝置間接地移動記錄媒體上的焦點(diǎn)位置，也就是說，通過移動聚焦裝置的透鏡，這就導(dǎo)致移動記錄媒體上的焦點(diǎn)位置。在這種情況下，運(yùn)動方向與存在于記錄媒體上的光道方向垂直，在光道由于記錄媒體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動在它們的縱向離開焦點(diǎn)的同時，根據(jù)需要，使焦點(diǎn)沿正向和反向移動。由于不精確性，例如被設(shè)計(jì)成盤片、例如CD(小型光盤)的記錄媒體的偏心率，以及在把記錄媒體固定到設(shè)備上時的容差，實(shí)際上必須一直移動焦點(diǎn)，以便把它保持在光道上。為了實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳送速率，最好提高設(shè)備的讀出速度。這樣做的結(jié)果是必須以提高的頻率實(shí)現(xiàn)記錄媒體上焦點(diǎn)的移動，為了跟蹤運(yùn)是必需的?？烧J(rèn)為公知的設(shè)備具有這樣的缺點(diǎn)，由于聚焦裝置的慣性，它不能實(shí)現(xiàn)所需的高數(shù)據(jù)傳送速率，因?yàn)樵诟叩淖x出速度下不再能正確地確保跟蹤記錄媒體光道上的焦點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的目的就是改進(jìn)公知的設(shè)備，以便用可接受的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳送速率。
通過在權(quán)利要求1的特征部分中所詳細(xì)說明的特征實(shí)現(xiàn)這個目的，據(jù)此在光路中設(shè)置有一光束影響裝置，依賴于調(diào)節(jié)器的啟動信號，該裝置根據(jù)也由移動裝置實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動的同一方向影響記錄媒體上的焦點(diǎn)位置。其優(yōu)點(diǎn)在于，與第一光束影響裝置配合并沿運(yùn)動方向影響焦點(diǎn)的第二光束影響裝置確保記錄媒體上焦點(diǎn)位置的所需的和/或必需的移動有提高的精確度和提高的速度。因此，根據(jù)本發(fā)明能達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳送速率。例如，提供了可移動反射鏡作為光束影響裝置。為了能夠跟蹤，在記錄媒體上移動焦點(diǎn)的運(yùn)動方向最好位于記錄媒體的平面內(nèi)，最好基本上與記錄媒體的光道垂直。根據(jù)本發(fā)明也提供了基本上與記錄媒體的平面垂直的運(yùn)動方向，以便能夠把光束準(zhǔn)確地聚焦在記錄媒體上。既然是這樣，本發(fā)明并不局限于呈圓盤形狀的光記錄媒體；其它類型的記錄媒體，例如帶狀的那些也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明規(guī)定致動器或光束影響裝置之一在小帶寬的情況下具有大的調(diào)節(jié)距離，而相應(yīng)的另一個在大帶寬的情況下具有小的調(diào)節(jié)距離。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即把相應(yīng)的致動器最佳化到“大調(diào)節(jié)距離”或“大帶寬”的特性之一，使得有可能使用簡單結(jié)構(gòu)的致動器。另一方面，只有用不成比例的高費(fèi)用通常才能同時實(shí)現(xiàn)兩種性能的最佳化。在這種情況，實(shí)際上應(yīng)把帶寬理解為啟動信號的頻帶寬度，為該啟動信號設(shè)計(jì)了致動器，也就是說，例如，對該啟動信號來說它能實(shí)際上沒有延遲和沒有共振地跟隨啟動信號。通常，由特別受致動器的慣性影響的上限頻率限定帶寬。因此，把具有比較大的慣性的致動器設(shè)計(jì)成具有小的帶寬的致動器是有利的。
本發(fā)明的一種優(yōu)越結(jié)構(gòu)就是在檢測器和具有大帶寬的致動器之間設(shè)置高通濾波器，或者在檢測器和具有小帶寬的致動器之間設(shè)置低通濾波器。同時使用兩種措施是有利的。這些措施具有因此能以簡單的方式在兩個致動器之間分解調(diào)節(jié)信號的優(yōu)點(diǎn)。于此，第一種變型提供由檢測裝置輸出的要通過相應(yīng)的濾波器發(fā)送到調(diào)節(jié)器的一種調(diào)節(jié)信號。所述調(diào)節(jié)器由兩個隔離的、相互獨(dú)立的、對每個致動器來說單獨(dú)的調(diào)節(jié)器組成，或者有利地由耦合的調(diào)節(jié)器組成，其中兩個調(diào)節(jié)通路相互影響。另一種變型提供要通過高通和/或低通濾波器分解并傳送給相應(yīng)致動器的調(diào)節(jié)器輸出信號。高通和低通濾波器的頻帶范圍至少部分地有利地重疊。
根據(jù)本發(fā)明，光束影響裝置是一個可移動的微型反射鏡。這具有光束影響裝置小的優(yōu)點(diǎn)，即具有小質(zhì)量，因而能實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動。從而確保了光束影響裝置的大的帶寬。同樣有利的是，移動微型反射鏡只需要小的驅(qū)動功率，這就確保節(jié)儉的能量消耗，小的放熱以及用小功率消耗所能獲得的其它優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，把反射鏡設(shè)計(jì)成上下可移動的反射鏡，例如用靜電驅(qū)動的硅反射鏡，以便能夠跟蹤。為了聚焦跟蹤，把反射鏡設(shè)計(jì)成可平行移動的反射鏡。由此產(chǎn)生的在反射鏡上反射的光束的光路差導(dǎo)致焦點(diǎn)沿光軸方向的位移；這樣就能在記錄媒體上聚焦。用壓電元件或通過類似的適當(dāng)?shù)尿?qū)動裝置靜電驅(qū)動微型反射鏡。
本發(fā)明提供集成設(shè)置在一塊半導(dǎo)體基片上的光束生成裝置、檢測裝置和光束影響裝置。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在生產(chǎn)基片的過程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了排列在半導(dǎo)體基片上的各個元件的調(diào)整；在總裝設(shè)備時，那時需要的一切就是簡單調(diào)整設(shè)備中包括許多元件的半導(dǎo)體基片。也可認(rèn)為這樣的集成半導(dǎo)體基片的緊湊性是有利的?？砂鸦欣丶稍诂F(xiàn)有設(shè)計(jì)的器件中，而無需重新設(shè)計(jì)；現(xiàn)有器件價值的質(zhì)的提高因而是可能的。半導(dǎo)體基片有利地是硅基片，因?yàn)榭沙杀?效果合算地生產(chǎn)這樣的基片。也可有利地把其它元件集成在半導(dǎo)體基片上，例如，像另外的光學(xué)元件、調(diào)節(jié)器的部件，例如高通和/或低通濾波器，信號前置放大器等等。從而有可能有利地整體生產(chǎn)設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的這些元件。
根據(jù)本發(fā)明，這樣設(shè)置光束生成元件和檢測裝置，使得它們彼此之間是“光學(xué)上共軛”。其優(yōu)點(diǎn)在于，檢測裝置上的像點(diǎn)不會由于光束影響裝置工作而不合需要地漂移。檢測裝置通常具有許多檢測元件，利用它們的求和、差值、相位比較信號等等形成調(diào)節(jié)信號。落到檢測裝置上的光束的位移不是由記錄媒體上的焦點(diǎn)位置造成的，而是光束影響裝置工作的干擾后果，因此，它對調(diào)節(jié)質(zhì)量有干擾影響。在這種情況下，應(yīng)把“光學(xué)上共軛”這個術(shù)語理解為光束生成元件和檢測裝置上的光點(diǎn)仍然是彼此之間共軛的像點(diǎn)，不管光束影響裝置和/或聚焦裝置的狀態(tài)如何。
能影響焦點(diǎn)的運(yùn)動方向有利地是適合于聚焦的運(yùn)動方向。換句話說，以這樣的方式使焦點(diǎn)從要寫入或讀出的信息層位于其中的記錄媒體平面的上方或下面移動，使得所述焦點(diǎn)最佳地位于這個平面上。因而運(yùn)動方向穿過記錄媒體的平面。從而使快速而準(zhǔn)確的聚焦成為可能。同樣有利的是，能影響焦點(diǎn)的運(yùn)動方向是適合于跟蹤的運(yùn)動方向，也就是說，它位于記錄媒體的攜帶信息平面內(nèi)。從而使快速而準(zhǔn)確的跟蹤成為可能。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在相應(yīng)設(shè)備中用于跟蹤和/或把光束聚焦在光記錄媒體上的方法。這種方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，通過把啟動信號分解為高頻部分和低頻部分，使得有可能利用對相應(yīng)帶寬或相應(yīng)的啟動距離為最佳的相應(yīng)致動器，而非對于兩個頻率范圍的任何一個都不是最佳且必須以與其調(diào)節(jié)距離折衷的方式限制其帶寬的致動器。這樣的致動器對它們說來相當(dāng)便宜。
根據(jù)本發(fā)明，把調(diào)節(jié)信號的高通濾波部分再分解為高頻部分和低頻部分，后者被用來操縱與公知設(shè)備中所使用的類似的微調(diào)傳動機(jī)構(gòu)。從另一方面來說，把高頻部分用于操縱附加的超微調(diào)傳動機(jī)構(gòu)。后者最好具有上下可移動的反射鏡，但有益地是在這里提供其它元件、例如電光掃描器也同樣是可能的。調(diào)節(jié)信號的低通濾波部分被用來以與常規(guī)設(shè)備中已知的類似方式操縱粗調(diào)傳動機(jī)構(gòu)。
以一種有利的方式，實(shí)際上把調(diào)節(jié)信號本身分解為用來確定相應(yīng)致動器的啟動信號的高頻和低頻部分。其優(yōu)點(diǎn)在于，有可能利用與相應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)最佳匹配的兩個單獨(dú)的調(diào)節(jié)器。
從下面參照附圖對示范性實(shí)施例的描述中呈現(xiàn)出本發(fā)明更多的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，示范性實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明的有利配置；但是，本發(fā)明并不局限于這些示范性實(shí)施例，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的變形。在附圖中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖，圖2展示本發(fā)明的第一個示范性實(shí)施例的光學(xué)單元的一部分，圖3展示本發(fā)明第二個示范性實(shí)施例的光學(xué)單元的一部分，圖4表示根據(jù)本發(fā)明按照第一種方法的伺服系統(tǒng)的原理圖，圖5表示根據(jù)本發(fā)明按照第二種方法的伺服系統(tǒng)的原理圖。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。設(shè)備的電機(jī)2使記錄媒體1按照箭頭3旋轉(zhuǎn)。掃描裝置4用光束5、最好是激光束掃描記錄媒體1。以同心或呈螺線形排列的光道形式把或能把信息存儲在記錄媒體1上。由于記錄媒體1沿箭頭3的方向旋轉(zhuǎn)，掃描光束5能沿切線方向、即沿縱向跟蹤光道。一方面借助于下面更詳細(xì)描述的跟蹤致動器15以及借助于粗調(diào)傳動機(jī)構(gòu)6能使光束5相對于記錄媒體1徑向移動。在示范性實(shí)施例中，以用電機(jī)7驅(qū)動的主軸8的形式表示粗調(diào)傳動機(jī)構(gòu)6，該主軸與掃描單元4互相配合并相對于記錄媒體1在徑向移動后者。
掃描單元4具有產(chǎn)生光束5的光束生成裝置9。在描述的實(shí)施例中光束生成裝置9是半導(dǎo)體激光器。光束5通過光束分離器10以及光束影響裝置11到達(dá)被設(shè)計(jì)成會聚透鏡的聚焦裝置12。通過用兩個線圈表示的聚焦致動器13能使聚焦裝置12沿光束5的傳播方向移動。這樣，能把光束5準(zhǔn)確地聚焦在記錄媒體1的攜帶信息的表面上。由于聚焦裝置12沿光束方向由聚焦致動器13所產(chǎn)生的位移，同樣可使焦點(diǎn)14沿光束的方向，即垂直于記錄媒體1的攜帶信息面的方向移動。這樣，即使在記錄媒體1的表面不平的情況下或者在設(shè)備中沒有把記錄媒體1準(zhǔn)確地固定平直的情況下，也可使焦點(diǎn)14一直聚焦在光道上。
同樣用線圈表示的跟蹤致動器15沿徑向相對于記錄媒體1移動光束影響裝置11，從而確保在徑向把焦點(diǎn)14準(zhǔn)確地引導(dǎo)在光道上。這是必要的，因?yàn)椋?，由于位于記錄媒體1上的光道偏心率和/或由于把記錄媒體1不正確的定位在設(shè)備中，即使具有同心光道，在徑向也會出現(xiàn)隨著旋轉(zhuǎn)周期而發(fā)生的擺動。焦點(diǎn)14的運(yùn)動方向16由聚焦致動器13產(chǎn)生并用箭頭表示，而焦點(diǎn)14的運(yùn)動方向17由跟蹤致動器15產(chǎn)生并用另一個箭頭表示；所述運(yùn)動方向16實(shí)際上垂直于記錄媒體1的表面穿過，而所述運(yùn)動方向17則位于記錄媒體1的攜帶信息平面內(nèi)。
光束5從記錄媒體1被反射，通過聚焦裝置12和光束影響裝置11并由光束分離器10至少部分地偏轉(zhuǎn)到檢測裝置18。檢測裝置18具有許多檢測元件(這里未單獨(dú)表示)。它們通常是把照射到它們上面的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓鈾z測器。把由檢測元件輸出的信號任意組合并作為調(diào)節(jié)信號R1、R2傳送到調(diào)節(jié)器19。在示范性實(shí)施例中，把至少一個聚焦調(diào)節(jié)信號R1和一個跟蹤調(diào)節(jié)信號R2施加于調(diào)節(jié)器19。在這里沒有具體詳細(xì)描述的調(diào)節(jié)器19把啟動信號S1輸出到聚焦致動器13，把第一跟蹤啟動信號S2輸出到跟蹤致動器15，并把第二跟蹤啟動信號S3輸出到光束影響裝置11。把調(diào)節(jié)器19的一個輸出端連接到驅(qū)動粗調(diào)傳動機(jī)構(gòu)6的電機(jī)7的電機(jī)驅(qū)動器20。
在圖2中表示了本發(fā)明第一個示范性實(shí)施例的光學(xué)部件的一部分。在半導(dǎo)體基片21上設(shè)置了作為光束生成裝置9的激光二極管22，檢測裝置1 8以及可用靜電驅(qū)動的微型反射鏡23。用不成比例的圖表示用作聚焦裝置12并位于離半導(dǎo)體基片21大得多的距離處的透鏡。用移動裝置13、15(未示出)能使它沿著用箭頭表示的、相當(dāng)于以前描述的焦點(diǎn)14在記錄媒體上的運(yùn)動方向16、17的運(yùn)動方向16′、17′的方向移動。此外，在半導(dǎo)體基片21上設(shè)置了監(jiān)視二極管24，該二極管接收由激光二極管22產(chǎn)生的光并把它轉(zhuǎn)換為電信號。這個信號用來調(diào)節(jié)激光二極管22的功率，這是以公知方式進(jìn)行的，因而在這里不作任何具體的詳細(xì)描述。功率調(diào)節(jié)的作用是使由激光二極管22輸出的光功率基本上保持恒定。
此外，在半導(dǎo)體基片21上設(shè)置了棱鏡25，該棱鏡配備有相位光柵26以及用作光束分離器10的全息圖27。由激光二極管22產(chǎn)生的光束5通過相位光柵26，不僅產(chǎn)生作為零級衍射光束的主要光束，而且還產(chǎn)生正負(fù)(±)一級衍射光束，并用于以公知的方式按照公知的三光束方法進(jìn)行跟蹤，在這里將不再具體詳細(xì)地描述這些。由此產(chǎn)生的光束通過棱鏡25并由全息圖27朝微型反射鏡23的方向偏轉(zhuǎn)。它從微型反射鏡23朝聚焦裝置12的方向反射。從記錄媒體1反射的光束沿著相反方向通過聚焦裝置12，在微型反射鏡23上被朝著棱鏡25的方向反射并落到全息圖27上，后者把它引導(dǎo)到檢測裝置18。如上所述，檢測裝置18具有許多檢測元件，從它們的輸出信號中得到調(diào)節(jié)信號R1、R2。在半導(dǎo)體基片21上已經(jīng)設(shè)置了為此所必需的至少某些開關(guān)元件28。由調(diào)節(jié)器19(這里沒有示出)把調(diào)節(jié)信號R1、R2轉(zhuǎn)換為啟動信號。
啟動信號S1通過跟蹤致動器15(這里沒有示出)引起聚焦裝置12沿運(yùn)動方向17′的位移，從而實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)14的跟蹤。另一個啟動信號S3通過用靜電作用的驅(qū)動元件(這里未示出)使微型反射鏡23圍繞其俯仰軸29擺動。在這種情況下用雙箭頭30表示擺動方向。微型反射鏡23圍繞俯仰軸29的擺動也導(dǎo)致焦點(diǎn)14在記錄媒體1上沿運(yùn)動方向17的位移。由于微型反射鏡23具有比聚焦裝置12的透鏡小得多的質(zhì)量，而靜電驅(qū)動元件比常規(guī)機(jī)電結(jié)構(gòu)的跟蹤致動器15實(shí)質(zhì)上能快得多地作出反應(yīng)，因而即使對高頻啟動信號S3來說，微型反射鏡23使得能實(shí)際上立刻起反應(yīng)地影響光束，但由于微型反射鏡23有限的可擺動性，這種影響只允許沿運(yùn)動方向17的一個小的調(diào)節(jié)距離。相形之下，聚焦裝置12對比微型反射鏡23情況下更低頻率的啟動信號S1起反應(yīng)。聚焦裝置12沿焦點(diǎn)14的運(yùn)動方向17所能實(shí)現(xiàn)的移動距離要比通過微型反射鏡23可能實(shí)現(xiàn)的大得多。
在棱鏡25和聚焦裝置12之間被選定的微型反射鏡23的布局確保激光二極管22和檢測裝置18彼此之間一直處于光學(xué)上的共軛位置，與微型反射鏡23的擺動無關(guān)。換句話說，不是根據(jù)其由于微型反射鏡23擺動而產(chǎn)生的位置，而僅僅是根據(jù)其由于焦點(diǎn)14的跟蹤狀態(tài)和/或聚焦?fàn)顟B(tài)改變所產(chǎn)生的位置使落在檢測裝置18上的光束移動。在這里避免了相應(yīng)位移情況下會出現(xiàn)的額外補(bǔ)償是不必要的。在一般類型的常規(guī)設(shè)備中還可能出現(xiàn)由于聚焦裝置12沿運(yùn)動方向17′動作所可能引起的位移，并按照在那里可能使用的校正機(jī)構(gòu)予以校正，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中不需要增加的費(fèi)用。
圖3說明本發(fā)明第二個示范性實(shí)施例的光學(xué)單元的一部分，以參照圖2所描述的類似的方式，它具有在半導(dǎo)體基片21上設(shè)置的激光二極管22、檢測裝置18以及微型反射鏡23。這里，也以不按比例的尺寸并以不按比例的離半導(dǎo)體基片21的距離表示聚焦裝置12；用雙箭頭表示其運(yùn)動方向16′、17′。在這個示范性實(shí)施例中，監(jiān)視二極管24也被設(shè)置在半導(dǎo)體基片21上并完成與參照圖2所描述的類似的功能。
由激光二極管22產(chǎn)生的光束5從棱鏡25的外表面31被朝著微型反射鏡23的方向反射。后者能環(huán)繞俯仰軸29按照雙箭頭30指出的運(yùn)動方向擺動，并使來自棱鏡25的光束朝聚焦裝置12的方向偏轉(zhuǎn)，還使從聚焦裝置12來的光束朝棱鏡25的方向偏轉(zhuǎn)。來自微型反射鏡23的光束進(jìn)入棱鏡25，后者把它偏轉(zhuǎn)到檢測裝置18。以參照圖2所描述的相應(yīng)方式產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號R1、R2，并由調(diào)節(jié)器19把它們轉(zhuǎn)換為用于聚焦裝置12的啟動信號S1和用于擺動微型反射鏡23的啟動信號S3。啟動信號S2用來沿運(yùn)動方向16′移動聚焦裝置12，以便垂直于記錄媒體1的平面移動焦點(diǎn)14，即為了聚焦的目的。由于聚焦裝置12和聚焦致動器13的慣性，僅僅在上限頻率以內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。把更高頻率的啟動信號S3′傳送給壓電元件32。這個壓電元件32也被設(shè)置在半導(dǎo)體基片21上并使得能沿雙箭頭33指出的運(yùn)動方向垂直于其反射面平行移動微型反射鏡23。這導(dǎo)致焦點(diǎn)14相對于記錄媒體1的表面沿運(yùn)動方向16的附加位移，它是在比適用于聚焦裝置12的上限頻率更高的頻率下實(shí)現(xiàn)的，但具有比聚焦裝置12可能產(chǎn)生的位移更小的位移距離。
在圖3所示用于聚焦的光束影響裝置、壓電元件32的情況下，應(yīng)該指出，隨著其動作，反射的光束沿運(yùn)動方向17′也稍有位移；如果合適的話，這可通過相應(yīng)擺動微型反射鏡23予以補(bǔ)償。這是因?yàn)槲⑿头瓷溏R23是這樣設(shè)置的，即使得它相對于光束5的傳播方向擺動。在光束垂直入射到微型反射鏡23上的情況下，由沿雙箭頭33指出的方向的調(diào)節(jié)所實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償是不必要的。
圖4說明根據(jù)本發(fā)明第一種方法的伺服系統(tǒng)的原理圖。利用這幅圖來描述跟蹤控制和聚焦控制。但是，應(yīng)該理解，一次所描述的信號僅僅涉及那些之中的一種，分別涉及跟蹤控制，或者是聚焦控制。檢測裝置18通過開關(guān)元件28把入射的光信號L，如果合適的話，轉(zhuǎn)換為傳送給調(diào)節(jié)器19的調(diào)節(jié)信號R1、R2。由調(diào)節(jié)器19產(chǎn)生的調(diào)節(jié)值S通過低通濾波器34被相應(yīng)地分解為用于聚焦致動器13和跟蹤致動器15的啟動信號S1、S2，并通過高頻濾波器35被分解為用于光束影響裝置11的啟動信號S3、S3′。不僅聚焦致動器13和跟蹤致動器15，而且光束影響裝置11也對光束5起作用。后者與記錄媒體1相互作用。這表示為原理圖中的方塊36。在該過程中理想地出現(xiàn)的光信號L′具有疊加在其上面的，在這種情況下表示為干擾變量Z的干擾影響，并起著作用在檢測裝置18上的光信號L的作用。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明第二種方法的伺服系統(tǒng)的原理圖。在這種情況下，由檢測裝置18產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號R1、R2，如果適合的話借助于開關(guān)元件28，通過低通濾波器34′被分解為低頻部分R1′、R2′，通過高通濾波器35′被分解為高頻部分R1″、R2″。高頻部分R1″、R2″被傳送給調(diào)節(jié)器19″，后者把具有高帶寬的啟動信號S3、S3′輸出到光束影響裝置11。低頻部分R1′、R2′被傳送給調(diào)節(jié)器19′，后者把具有低帶寬的啟動信號S1、S2分別輸出到聚焦致動器13和跟蹤致動器15。如同參照圖4所描述的那樣，聚焦致動器13和跟蹤致動器15以及光束影響裝置11作用于方塊36；光信號L′可能具有疊加其上的干擾變量Z并起著作用在檢測裝置18上的光信號L的作用。
根據(jù)本發(fā)明，為了提高光盤或磁盤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送速率，要提高記錄媒體1，即盤的(旋)轉(zhuǎn)速(度)。因而沒有必要利用其它技術(shù)上高度復(fù)雜的方法，例如，利用多個讀/寫頭。因?yàn)橄窭?，CD、DVD等等之類的光記錄媒體1由于有限的生產(chǎn)精度而相當(dāng)普遍地具有規(guī)定的最大偏心率和信息道的所謂不平度或波動，還有垂直跳動，按照數(shù)據(jù)道相對于掃描器的光學(xué)系統(tǒng)的橫向和縱向的這種兩維運(yùn)動，借助于動態(tài)致動器11、13、15來跟蹤被掃描的、受衍射限制的焦點(diǎn)14，其也稱之為光點(diǎn)。
這一般用根據(jù)數(shù)據(jù)道跟蹤物鏡12的機(jī)電雙軸致動器13、15實(shí)現(xiàn)。但是，由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及其功能，這類致動器不是無慣性的。致動器的機(jī)械的和/或電流的調(diào)節(jié)距離轉(zhuǎn)移功能因而取決于質(zhì)量，驅(qū)動力及阻尼。提到的致動器的具體性能實(shí)質(zhì)上決定整個伺服系統(tǒng)的帶寬，并必然與盤的偏心率或垂直跳動的預(yù)定值一起限制跟蹤或聚焦調(diào)整仍然可能的盤的最大轉(zhuǎn)速，并從而限制數(shù)據(jù)傳送速率。典型光記錄媒體1的最大容許偏心率被規(guī)定在最多到±70微米的范圍內(nèi)。由于設(shè)備的傳動機(jī)構(gòu)，可能會額外地出現(xiàn)偏心率并被附加到盤的偏心率上。如果盤的內(nèi)徑為25毫米，大約170赫，則具有20倍數(shù)據(jù)速率的CD傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是大約每分鐘1000轉(zhuǎn)。為了可靠地掃描上面規(guī)定的具有大約±50微米附加容差的傳動機(jī)構(gòu)的盤，為在170赫下跟蹤，考慮到不利的附加容差范圍，致動器必須提供致少±120微米的調(diào)節(jié)距離。由于數(shù)據(jù)道的上述波動，可能附加上甚至更高頻率的成分，并且為了接入操作，例如在跳道之后，尤其必須有大的余量，所以一般說來，必須對致動器有嚴(yán)格得多的要求。同樣的考慮適用于聚焦致動器。
因此，根據(jù)本發(fā)明，采用兩級致動器系統(tǒng)來提高數(shù)據(jù)傳送速率，該致動器系統(tǒng)包括具有大的調(diào)節(jié)距離/小的帶寬的致動器13、15，以及具有小的調(diào)節(jié)距離/大的帶寬的致動器11。按照子致動器11、13、15的帶寬，對讀/寫頭所檢測的誤差信號R1、R2進(jìn)行高通和低通濾波并由適當(dāng)?shù)碾娐?9、19′、19″轉(zhuǎn)換為啟動信號S1、S2，并被傳送給子致動器11、13、15。
作為光束影響裝置11而提供的微型反射鏡23僅允許小的傾斜角度。但是，通常這就足夠了，因?yàn)橐话阌糜跀?shù)據(jù)讀出和數(shù)據(jù)記錄并具有在CD的NA=0.45和DVD的NA=0.6之間的數(shù)值孔徑的物鏡12具有有限的張角，因而使得僅僅在小于大約±50-100微米的范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)受衍射限制的成像。
所描述的兩個示范性實(shí)施例提供了在硅基片21上整體生產(chǎn)微型反射鏡23、檢測裝置18和信號前置放大器的優(yōu)點(diǎn)。此外，在不用大的花費(fèi)的情況下還可能集成也被稱之為VCSEL的邊緣發(fā)光和表面發(fā)光的兩種激光二極管。小型結(jié)構(gòu)意味著使用的是具有相應(yīng)小質(zhì)量的小偏轉(zhuǎn)反射鏡23，這從而使得能實(shí)現(xiàn)快速光束偏轉(zhuǎn)。小型結(jié)構(gòu)還使得有可能把半導(dǎo)體基片21直接加入現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的設(shè)備的慢速致動器中。
至于伺服信號生成，有可能使用常規(guī)方法，例如用于聚焦的“差別光點(diǎn)大小(Differential Spot Size)”或“傅科(Foucault)”法，用于跟蹤的除了上面已經(jīng)提到的“三光束”方法外，還有“推挽(Push-Pull)”或“差分相位”法。
權(quán)利要求
1．用于讀和/或?qū)懝庥涗浢襟w(1)的設(shè)備，它具有光束生成裝置(9)，把由光束生成裝置(9)產(chǎn)生的光束(5)聚焦在光記錄媒體(1)的焦點(diǎn)(14)上的聚焦裝置(12)，依賴于啟動信號(S1,S2)按照第一運(yùn)動方向(16,17)移動焦點(diǎn)(14)在記錄媒體(1)上的位置的移動裝置(13,15)，檢測從光記錄媒體(1)反射的光束(5)并把調(diào)節(jié)信號(R1,R2)輸出到調(diào)節(jié)器(19)的檢測裝置(18)，調(diào)節(jié)器(19)產(chǎn)生用于移動裝置(13,15)的啟動信號(S1,S2)，其特征在于有光束影響裝置(11)，它被設(shè)置在光路中并依賴于調(diào)節(jié)器(19)的另一個啟動信號(S3)，按照第一運(yùn)動方向(16,17)影響焦點(diǎn)(14)在記錄媒體(1)上的位置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于致動器之一，即移動裝置(13,15)和光束影響裝置(11)之一具有在小帶寬情況下的大的調(diào)節(jié)距離，而另一個具有在大帶寬情況下的小的調(diào)節(jié)距離。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于在檢測裝置(18)和具有大帶寬的致動器(11,13,15)之間設(shè)置高通濾波器(35,35′)，以及/或者在檢測裝置(18)和具有小帶寬的致動器(11,13,15)之間設(shè)置低通濾波器(34,34′)。
4．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于光束影響裝置(11)是可移動微型反射鏡(23)。
5．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于把光束生成裝置(9)，檢測裝置(18)以及光束影響裝置(11)集成在一塊半導(dǎo)體基片(21)上。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于光束生成裝置(9)和檢測裝置(18)被這樣設(shè)置，使得它們在光學(xué)上共軛，而與光束影響裝置(11)的工作狀態(tài)無關(guān)。
7．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于運(yùn)動方向(16,17)穿過記錄媒體(1)的平面或者位于記錄媒體(1)的平面內(nèi)。
8．在用于讀和/或?qū)懝庥涗浢襟w(1)的設(shè)備中用來跟蹤和/或聚焦記錄媒體(1)上的光束(5)的方法，其特征在于下列方法步驟a)由從記錄媒體(1)反射的光束(5)產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(R1,R2)，b)從調(diào)節(jié)信號(R1,R2)中形成調(diào)節(jié)值(S)，c)從調(diào)節(jié)值(S)的低頻部分中產(chǎn)生第一啟動信號(S1,S2)并從調(diào)節(jié)值(S)的高頻部分中產(chǎn)生第二啟動信號(S3,S3′)，d)利用第一啟動信號(S1,S2)并行驅(qū)動具有低帶寬的第一致動器(13,15)，以便影響記錄媒體(1)上的焦點(diǎn)(14)，并利用第二啟動信號(S3,S3′)并行驅(qū)動具有高帶寬的第二致動器(11)，以便影響記錄媒體(1)上的焦點(diǎn)(14)，以及e)轉(zhuǎn)移到步驟a)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于用下列步驟取代方法步驟b)和c)f)把調(diào)節(jié)信號(R1,R2)分解為低頻部分(R1′,R2′)和高頻部分(R1″,R2″)，g)從低頻部分(R1′,R2′)產(chǎn)生啟動信號(S1,S2)并從高頻部分(R1″,R2″)產(chǎn)生第二啟動信號(S3,S3′)。
全文摘要
讀和/或?qū)懝庥涗浢襟w(1)的設(shè)備,含有光束生成裝置(9),把光束(5)聚焦在光記錄媒體焦點(diǎn)(14)上的聚焦裝置(12),根據(jù)啟動信號(S1,S2)按第一運(yùn)動方向(16,17)移動焦點(diǎn)位置的移動裝置(13,15),及檢測光束并把調(diào)節(jié)信號(R1,R2)輸出到產(chǎn)生啟動信號的調(diào)節(jié)器(19)的檢測裝置(18)。本發(fā)明用可接受成本實(shí)現(xiàn)更高數(shù)據(jù)傳送速率。提供光束影響裝置(11)并設(shè)置在光路中,根據(jù)調(diào)節(jié)器的另一啟動信號(S3)按第一運(yùn)動方向影響記錄媒體上焦點(diǎn)(14)的位置。本發(fā)明適用于讀和/或?qū)慍D、DVD一類的光記錄媒體。
文檔編號G11B7/135GK1213820SQ98119668
公開日1999年4月14日 申請日期1998年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月4日
發(fā)明者哈馬特·里克特, 迪特馬·尤迪 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司